一种电池壳及其制备方法和用途与流程

本发明属于锂离子电池的
技术领域：
，涉及一种电池壳及其制备方法和用途。
背景技术：
：目前圆柱形锂离子电池(如18650/26650型)等主要采用镀镍钢材作为电池外壳材质，原因是这类电池钢壳的物理性能稳定，抗压能力优于铝外壳材料和塑料外壳材料，主要有以下优点(1)钢壳内外镀层可以不等厚，满足防腐要求，同时利于控制成本；(2)材料符合冲压二次电池的性能要求；(3)具有较高的强度和刚度，能更好保护电池内部的结构；(4)与不锈钢外壳相比，生产成本低。目前行业通用的钢壳防腐蚀方法是在钢带上进行预镀镍处理，其工艺包括，在进行连续电镀镍后，需要进行热处理和精整来进行封孔和光整。这是因为在预镀镍钢带表面会出现微细孔洞，并且这些孔隙会在冲壳时进一步拉伸扩大，从而造成钢壳的耐蚀性能降低；目前常采用的方法是热处理，使得晶粒长大，来减小或者消除孔隙；该方法在应用过程中存在的缺陷：①复杂：热处理工艺复杂，不易控制；②经过热处理后，晶粒的不均匀长大，造成壁厚均匀性差或者拉伸性能降低，需加入平整处理工艺。cn1861389a公开了一种高精度镍复合钢带及其生产工艺，具体地说是广泛用于高能充电电池及普通民用电池中的钢壳材料，属于电池钢壳基板材料
技术领域：
。其主要采用冷轧钢带单面或双面分别经酸冼、冷轧、切边、脱脂、热处理、平整、拉矫、电镀镍层，再经扩散退火、平整、分剪为成品。该文献中镀镍后的处理依然为热处理，工序复杂，并且经过热处理后，晶粒的不均匀长大，造成壁厚均匀性差和拉伸性能降低，同时还需加入平整处理工艺，极大的增加了制备的时间。因此如何提高钢壳表面的平整度，以及降低表层晶粒尺寸以及镀镍层的孔隙率，提高冲壳性能和抗腐蚀性能，是亟待解决的技术问题。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种电池壳及其制备方法和用途。本发明通过在电池壳电镀镍后，采用超声滚压进行处理，通过表面的剧烈塑性变形使其达到封孔的目的，降低了镀镍层的孔隙率，增加了电池壳表面的平整度，细化了电池壳的表层晶粒，提高了深冲性能，提高了电池壳的耐腐蚀性能；在镀镍后，引入超声滚压处理，使得封孔和光整一步到位，并且代替了现有的热处理和平整处理工艺，简化了电池壳的制备工序，减少了制备时间，使得效率提高，同时还节约了成本。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：第一方面，本发明提供一种电池壳的制备方法，所述制备方法包括：在电池壳基材的表面进行电镀镍后，进行超声滚压，得到预镀镍电池壳，深冲，得到所述电池壳。本发明通过在电镀镍后进行超声滚压处理，替代了常规制备方法中的热处理、精整以及封孔处理，非常明显的简化了制备工序，通过表面的剧烈塑性变形使其达到封孔的目的，降低了镀镍层的孔隙率，增加了电池壳表面的平整度，细化了电池壳的表层晶粒，提高了深冲性能，提高了电池壳的耐腐蚀性能，减少了制备时间，使得效率提高，同时还节约了成本。优选地，所述电池壳基材包括铝带和/或钢带。本发明中，所述钢带的型号包括spcc、spcd或spce中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述电镀镍之前还包括依次对电池壳基材进行冷轧、脱脂、退火和精整。优选地，所述超声滚压中的超声振幅为2～20μm，例如2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm等。本发明中，超声振幅过小，不能实现深度封孔和细化更底部的微观组织，而超声振幅过大，则会导致镀镍层破裂和脱落。优选地，所述超声滚压中的静压力为20～80n，例如20n、30n、40n、50n、60n、70n或80n等。本发明中，超声滚压过程中静压力过小，会导致对材料表面的冲击不足，出现仅仅表面的很薄的一层发生塑性变形，其实镀层内部孔洞并没有发生拜变化，过大，会导致材料塑性变形过于严重，造成加工硬化严重，甚至导致材料表面出现裂纹。优选地，所述超声滚压中的超声频率为2～200khz，例如2khz、10khz、20khz、40khz、50khz、60khz、80khz、90khz、100khz、120khz、150khz、180khz或200khz等。优选地，所述超声滚压中的走带速度为0.005～100mm/min，例如0.005mm/min、0.05mm/min、0.5mm/min、1mm/min、10mm/min、20mm/min、30mm/min、40mm/min、50mm/min、60mm/min、70mm/min、80mm/min、90mm/min或100mm/min等。本发明中，在超声滚压过程中，走带速度不能过大，过大会使得两次冲击之间重复区域过小或不重叠，不能达到良好的光整和塑性变形封孔的效果。优选地，所述超声滚压结束后，依次进行分条、冲制和清洗封闭，然后得到预镀镍电池壳。作为优选的技术方案，所述电池壳的制备方法包括：对电池壳基材的表面依次进行冷轧、脱脂、退火、精整和电镀镍，然后进行超声滚压，其中，超声频率为2～200khz，超声振幅为2～20μm，超声滚压的为静压力20～80n，超声滚压的走带速度为0.005～100mm/min，随后依次进行分条、冲制和清洗封闭，得到预镀镍电池壳，最后进行深冲，得到所述电池壳。第二方面，本发明提供一种电池壳，所述电池壳由第一方面所述的电池壳的制备方法制备得到。第三方面，本发明还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第一方面所述的电池壳。相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明通过在电池壳电镀镍后，采用超声滚压进行处理，通过表面的剧烈塑性变形使其达到封孔的目的，降低了镀镍层的孔隙率，增加了电池壳表面的平整度，细化了电池壳的表层晶粒，提高了深冲性能，提高了电池壳的耐腐蚀性能；在镀镍后，引入超声滚压处理，使得封孔和光整一步到位，并且代替了现有的热处理和平整处理工艺，简化了电池壳的制备工序，减少了制备时间，使得效率提高，同时还节约了成本。附图说明图1为实施例1所提供的电池壳的制备方法的流程图。图2为实施例1中超声滚压的示意图。图3为对比例1中所提供的电池壳的制备方法的流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1本实施例提供一种电池壳的制备方法，所述方法如下：如图1所示，对spcc型钢带的表面依次进行冷轧、脱脂、退火、精整和电镀镍，然后进行超声滚压(超声滚压的示意图参见图2)，其中，超声滚压的频率是100khz，超声振幅为10μm，静压力为40n的静压力，走带速度为50mm/min，随后依次进行分条、冲制和清洗封闭，得到预镀镍电池壳，最后进行深冲，得到所述电池壳。实施例2本实施例提供一种电池壳的制备方法，所述方法如下：对spcd型钢带的表面依次进行冷轧、脱脂、退火、精整和电镀镍，然后进行超声滚压，其中，超声滚压的频率是2khz，超声振幅为2μm，静压力为20n的静压力，走带速度为0.005mm/min，随后依次进行分条、冲制和清洗封闭，得到预镀镍电池壳，最后进行深冲，得到所述电池壳。实施例3本实施例提供一种电池壳的制备方法，所述方法如下：对铝带的表面依次进行冷轧、脱脂、退火、精整和电镀镍，然后进行超声滚压，其中，超声滚压的频率是200khz，超声振幅为20μm，静压力为80n的静压力，走带速度为100mm/min，随后依次进行分条、冲制和清洗封闭，得到预镀镍电池壳，最后进行深冲，得到所述电池壳。实施例4本实施例与实施例1的区别为，本实施例中超声振幅为1μm。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。实施例5本实施例与实施例1的区别为，本实施例中超声振幅为25μm。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。实施例6本实施例与实施例1的区别为，本实施例中静压力为15n。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。实施例7本实施例与实施例1的区别为，本实施例中静压力为85n。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。实施例8本实施例与实施例1的区别为，本实施例中走带速度为110mm/min。其余制备方法与参数与实施例1保持一致。对比例1本对比例提供一种电池壳的制备方法，所述制备方法如下：如图3所示，对spcc型钢带的表面依次进行冷轧、脱脂、退火、精整、电镀镍、热处理、精整、分条、冲制和清洗封闭，得到预镀镍电池壳，最后进行深冲，得到所述电池壳。实施例1-8和对比例1中镀镍后的电池壳中镀镍层中的平均孔隙大小如表1所示。表1平均孔隙大小/μm实施例10实施例233实施例332实施例440实施例50实施例639实施例70实施例80对比例150镀镍层中平均孔隙大小可以表明镀镍层中孔隙的存在，其结果越小，代表其表面的平整度越好。从实施例1与实施例4和5的数据结果可知，超声滚压过程中，超声振幅过小，不能实现深度封孔和细化更底部的微观组织，而超声振幅过大，虽然平均孔隙会变小，但是由于振幅过大，可能会导致镀镍层破裂和脱落。从实施例1与实施例6和7的数据结果可知，超声滚压过程中静压力过小，会导致对材料表面的冲击不足，出现仅仅表面的很薄的一层发生塑性变形，其实镀层内部孔洞并没有发生拜变化，过大，虽然平均孔隙会变小，但是可能会导致材料塑性变形过于严重，造成加工硬化严重，甚至导致材料表面出现裂纹。从实施例1与实施例8的数据结果可知，走带速度不能过大，虽然过大时，其平均孔隙会变小，但是可能会使得两次冲击之间重复区域过小或不重叠，不能达到良好的光整和塑性变形封孔的效果。从实施例1和对比例1的数据结果可知，本发明中通过超声滚压可以有效地减少镀镍层的孔隙。综上所述，本发明所提供的超声滚压替代常规的热处理和精整过程，来降低或消除镀镍层的孔隙率以及细化表层微观组织，其主要是利用滚压头高频的冲击，使得表层镀镍层发生剧烈塑性变形层，实现表层晶粒的细化；并且在滚压头的连续冲击和自由滚动下，依然可以降低镀镍钢带表面孔隙，使得镀镍层的平均孔隙大小在40μm以下，甚至可以平整到没有孔隙的存在。本发明通过在电池壳电镀镍后，采用超声滚压进行处理，通过表面的剧烈塑性变形使其达到封孔的目的，降低了镀镍层的孔隙率，增加了电池壳表面的平整度，细化了电池壳的表层晶粒，提高了深冲性能，提高了电池壳的耐腐蚀性能；在镀镍后，引入超声滚压处理，使得封孔和光整一步到位，并且代替了现有的热处理和平整处理工艺，简化了电池壳的制备工序，减少了制备时间，使得效率提高，同时还节约了成本。申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属
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的技术人员应该明了，任何属于本
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的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12